关于H桥驱动电路在LTspice的仿真

今天在LTspice使用4个NMos搭建了一个H桥驱动电路,旨在用它来做一个电机驱动和控制板子。
我的设想是用这块板子来实现对编码器电机的驱动和电流环、速度环、位置环的精确控制。
驱动电路仿真的结构很简单,使用4个PWM控制NMOS的栅极,并且使用串联栅极电阻和二极管来实现限流并提供栅极电容快速泄放路径,以达到较快的下降沿驱动能力。
由于是测试驱动,因此我没有直接将信号源的信号给入栅极,而是通过3.3v电压域的PWM信号,通过运算放大器(因为不太熟悉ADI公司的比较器)将信号的电压域转到了VM的电压,但是此时出现了一个新的问题,就是运算放大器的带宽不够,造成我的PWM信号有巨大的上升沿和下降沿时间,并且一般的运算放大器输出驱动能力都不太够,根本无法驱动MOS的栅极,因此我想到了用NE555搭成的施密特触发器来实现对波形的整形和对MOS栅极的驱动。

  • 完整电路图

完整电路图

在查阅了NE555的数据手册后发现,NE555的OUT引脚输出能力有几百个mA,并且供电可以使用Vcc=VM=12v,足够驱动串联电阻的MOS栅极。

  • NE555组成的施密特触发器

在这里插入图片描述

Mos管我选用了一个低Ron、小Qg且低Vgsth的驱动Mos管。低的导通电阻可以让他在大功率的环境下更好的工作,较低的Qg使得他的导通更为迅速,且不需要较强的栅极驱动能力,低Vgsth可以在低的栅极驱动电压下让MOS的导通更加完全,效率更高。

  • H桥驱动电路

在这里插入图片描述

由于ADI公司对于栅极驱动IC的选择较少,因此仿真中采用较为“别扭”的方式进行驱动,该种方法无法使得Mos完全导通,因为驱动电压等于VM,实际应该比VM多10v左右,才可使得Mos完全导通,有较高的效率。
后续应该采用自举电路的形式来对输入端的栅极电压进行自举升压,使得Mos管处在完全导通的工作状态。

  • H桥输出波形

H桥输出波形

  • PWM输入波形

PWM输入波形

  • 比较器输入/输出波形

比较器输入/输出波形

  • 比较器输出/NE555输出波形

比较器输出/NE555输出波形
问题:目前驱动波形还存在上升沿较缓的问题,猜测是串联电阻较大或者驱动电压不够导致,等加上自举电路后再进行尝试


感谢大佬们评论指正。

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